Решение задач. Сила Лоренца - Магнитное поле - Основы электродинамики

Цель: отработка практических навыков при решении задач.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Актуализация знаний

1. Анализ эксперимента.

- Объясните эксперимент. Алюминиевую линейку протягивают над керамическими магнитами менаду двумя скошенными концами проводов, подключенных к гальванометру. Гальванометр показывает ток. Почему? (Вместе с линейкой перемещаются свободные заряды (электроны). На них действует сила Лоренца, смещая их к одной кромке. Тем самым между кромками создается и поддерживается разность потенциалов.)

2. Повторение.

- Какую силу называют силой Лоренца?

- Как движется заряженная частица в однородном магнитном поле в случае, когда направление скорости перпендикулярно магнитной индукции? Не перпендикулярно?

- Почему сила Лоренца не меняет модуля скорости заряженной частицы?

III. Решение задач

1. Пройдя ускоряющую разность потенциалов U = 3,52 кВ, электрон вылетает в однородное магнитное поле с индукцией В = 0,01 Тл перпендикулярно линиям индукции и движется по окружности радиуса R = 2 см. Вычислите отношение величины заряда электрона Q к его массе m. (Ответ: 1,76 · 10¹¹ Кл/кг.)

2. Заряженная частица движется в однородном магнитном поле по окружности со скоростью v = 10⁶ м/с. Индукция магнитного поля В = 0,312 Тл. Радиус R = 4 см окружности. Найдите заряд q частицы, если кинетическая энергия U = 2 · 10^-15 Дж. (Ответ: ± 3,2 · 10^-19 Кл.)

3. В некоторой области пространства созданы однородные постоянные поля: магнитное В = 0,3 Тл и электрическое Е = 300 кВ/м. Перпендикулярно обоим полям по прямой движется протон. Найдите величину о скорости движения протона. (Ответ: 10⁶ м/с.)

4. Векторы и однородных электрического и магнитного полей ориентированы взаимно перпендикулярно. Напряженность электрического поля Е = 1 кВ/м, а индукция магнитного поля В = 1 мТл. Найдите величину и укажите направление скорости и электрона, при котором его движения в этих полях будет прямолинейным. (Ответ: 10⁶ м/с.)

5. Электрон, влетающий в вакууме в однородное магнитное поле напряженностью Н = 32 кА/м перпендикулярно к направлению магнитного поля, движется в нем по окружности радиусом R = 2 см. Найти разность потенциалов U, которую прошел электрон перед тем, как влететь в магнитное поле. (Ответ: m_э = 9,1 · 10^-31 кг, l = 1,6 · 10^-19 км.)

6. Протон влетает в область однородного магнитного поля шириной l, индукция поля равна . Скорость протона перпендикулярна В и границе области. Под каким углом к первоначальному направлению движения вылетает протон? (Ответ: .)

7. Электрон, прошедший ускоряющую разность потенциалов U = 10 кВ, влетает в вакууме в однородное магнитное поле напряженностью Н = 79,6 кА/м под углом α = 53° к направлению линий магнитного поля. Определить радиус и шаг спирали, по которой электрон будет двигаться в магнитном поле. (Ответ: R = 2,7 мм, h = 12,7 мм.)

IV. Подведение итогов урока

Домашнее задание

П. 6;

Р - 841; Р - 842.